往复式空气压缩机是民用船舶上的重要辅助机械。由于其排气压力高、气密性好。往复式空压机因此在军用舰船上也被广泛应用，并且其正常运行关系到舰艇和人员的生命安全。为了保障其正常运行，需要对空压机易损部件进行故障监测。气阀是空压机系统中的关键零部件，在反复开闭冲击下容易发生磨损甚至断裂，导致空压机不能正常工作。因此研究针对空压机气阀早期故障的诊断方法，开发对应的监测诊断系统具有重要的理论研究意义和实际应用价值。本文以CZ60/30船用往复式空压机为研究对象，对气阀进行了故障模拟试验，通过对缸盖表面振动信号的时频分析，探究气阀磨损故障诊断依据，最后开发了空压机气阀故障诊断系统。论文的研究工作和主要结论如下。　　（1）以CZ60/30船用往复式空压机为对象，对气阀进行故障模拟试验，分别测取正常和故障气阀在不同工作压力下的缸盖表面振动加速度信号，并对其进行时域分析和频域分析。时域分析结果表明：当气阀发生故障时，缸盖振动信号的有效值和平均幅值会减小；频域分析结果表明：气阀振动信号频谱分布范围较宽，没有明显的特征频率和频带分布差异。　　（2）比较不同的时频分析方法，选择适合于空压机缸盖振动信号分析的时频分析方法。将振动信号按照上止点截断，用希尔伯特黄变换（HHT）对工作循环周期内的振动信号进行了时频分析，计算了空压机缸盖振动信号的时频谱图。分析结果说明：正常气阀振动信号时频谱图幅值比较集中，故障气阀时频谱图幅值比较分散。　　（3）研究关于图像特征的提取方法。用不变矩量化谱图幅值的分散程度。从HHT谱图的灰度图中提取（有效值，峭度，不变矩）等9个特征参数作为故障诊断的依据。建立分析样本，利用支持向量机对测试信号进行分类，实现故障的自动识别。　　（4）基于MATLAB编写分析程序，在LabVIEW软件平台上将程序程序封装整合，开发了空压机气阀故障诊断系统。